Verdampfungskühler

Kühlen von Prozessgas durch Verdampfung

Vor allem in der Zementindustrie werden Verdampfungskühler eingesetzt. Sie werden dann verwendet, wenn heißes Prozessgas aus dem Vorwärmeturm direkt auf eine Filtertemperatur von maximal 120 °C abgekühlt werden soll. Der Gasstrom und damit auch der Staub werden durch die Verdampfung eingedüster feinster Wassertröpfchen auf die gewünschte Austrittstemperatur abgekühlt.

Die wesentlichen Bestandteile eines Verdampfungskühlers sind:

der Gaseintrittskonus mit Einbauten für die Gasverteilung
der zylindrische Teil, in dem die Abgase durch Eindüsung und Verdampfen von Wasser gekühlt werden
die Staubsammelwanne, in der aus dem Gas ausfallender Staub aufgefangen wird
das Sprühsystem, bestehend aus am zylindrischen Teil befestigten Lanzen mit Düsen, Wasserversorgung mit Kreiselpumpen und Motorregelventil, Temperaturregelsystem mit Fühler, dem Regler und den Anzeigeinstrumenten.

Die Düsen können entweder als Zweistoffdüsen ausgeführt werden, in denen das Wasser mit Druckluft in feinste Tröpfchen zerstäubt wird, oder als Einstoffdüsen, wobei das Wasser mit Hochdruck (~ 35 bar) zerstäubt wird. Die zerstäubte Flüssigkeitsmenge wird mit einem Rücklaufsystem geregelt. Um vollständiges Verdampfen innerhalb der berechneten Verweilzeit der Tröpfchen zu gewährleisten, ist eine gleichmäßige Anströmung der Sprühlanzen und in Folge die gesamte Verdampfungslänge entlang notwendig. Wichtig dabei ist die Strömungsführung im Eintritts- und Austrittsteil des Verdampfungskühlers.

Diese Geometrien wurden vorher von SCHEUCH in Zusammenarbeit mit der Johannes Kepler Universität Linz mit einem Strömungssimulationsprogramm berechnet und im Versuchsbetrieb an einem Modell getestet und optimiert.